高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則和方法

生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原那么和方法一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原那么實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原那么有：科學(xué)性原那么、對(duì)照原那么、單一變量原那么和平行重復(fù)原那么等。從做題的角度出發(fā)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)著重注意單一變量原那么和對(duì)照原那么。單一變量原那么即一個(gè)實(shí)驗(yàn)中只能有一個(gè)自變量，即實(shí)驗(yàn)過(guò)程中欲處理的實(shí)驗(yàn)因素，其他實(shí)驗(yàn)條件各組應(yīng)當(dāng)一致，以防止或減少無(wú)關(guān)變量和額外變量的干擾。1.單一變量原那么例如“探究海藻糖是否可以保護(hù)組織細(xì)胞免受低溫?fù)p傷”實(shí)驗(yàn)中，“是否添加海藻糖”為自變量，其余的條件如溫度〔低溫〕、組織細(xì)胞的量等都是無(wú)關(guān)變量，甲、乙兩組應(yīng)保持相同。又如“驗(yàn)證活細(xì)胞細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性”實(shí)驗(yàn)中，“A、B兩燒杯中的不同pH值”為自變量，燒杯大小、花瓣多少等是無(wú)關(guān)變量。除了自變量外：實(shí)驗(yàn)材料要相同，包括數(shù)量、大小、生理狀況等；

實(shí)驗(yàn)器具要相同，包括材質(zhì)、大小等；實(shí)驗(yàn)試劑要相同，包括種類(lèi)、成分、濃度、體積等；

環(huán)境條件要相同且適宜，例如溫度、光照、pH等。

怎樣在實(shí)驗(yàn)中表達(dá)單一變量原那么？對(duì)照原那么是設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)那么之一。通過(guò)設(shè)置實(shí)驗(yàn)對(duì)照比照，排除無(wú)關(guān)變量的影響，增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說(shuō)服力。通常，一個(gè)實(shí)驗(yàn)總是分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組，是接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組；對(duì)照組，是不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組。

2.對(duì)照原那么

至于哪個(gè)作為實(shí)驗(yàn)組，哪個(gè)作為對(duì)照組，一般是隨機(jī)決定的。按對(duì)照的內(nèi)容和形式上的不同，通常有以下對(duì)照類(lèi)型：〔1〕空白對(duì)照：指不做任何處理的對(duì)象組。如“驗(yàn)證活細(xì)胞細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性”實(shí)驗(yàn)中，A組燒杯中加了鹽酸，B組加等量清水，B組相對(duì)A組而言不含HCl，B組就是空白對(duì)照?！?〕相互對(duì)照：指不另設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互比照對(duì)照。在等組實(shí)驗(yàn)法中，大都是運(yùn)用對(duì)照。例如“探究光照對(duì)植物生長(zhǎng)的影響”實(shí)驗(yàn)?！?〕自身對(duì)照：指實(shí)驗(yàn)與對(duì)照在同一對(duì)象上進(jìn)行，即不另設(shè)對(duì)照組。自身對(duì)照，方法簡(jiǎn)便，關(guān)鍵是要看清楚實(shí)驗(yàn)處理前后現(xiàn)象變化的差異，實(shí)驗(yàn)處理前的狀況為對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)處理后的變化那么為實(shí)驗(yàn)組?！?〕條件對(duì)照：指雖給對(duì)象施以某種實(shí)驗(yàn)處理，但這種處理是作為對(duì)照意義的。

1、準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)?zāi)康氖钦麄€(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈魂，所有實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)都要圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪@個(gè)核心進(jìn)行，因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前首先要認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｍㄟ^(guò)分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊环矫婵纱_定實(shí)驗(yàn)變量，為實(shí)驗(yàn)條件的控制、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置提供依據(jù)；另一方面可確定實(shí)驗(yàn)性質(zhì)，即實(shí)驗(yàn)是“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”還是“探究性實(shí)驗(yàn)”，以便能正確地預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序

2、細(xì)心弄清實(shí)驗(yàn)要求。一種生物學(xué)現(xiàn)象的證實(shí)可通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明，但究竟選用何種方案，那么要根據(jù)題目要求和所給的材料及用具來(lái)確定，所以在把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?，要?xì)心地弄清題目的要求和題中的條件，特別是不能隨意增減材料，否那么盡管實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得很完美，但假設(shè)不合題意，還是會(huì)丟分甚至不得分。

3、精心籌劃方法步驟。實(shí)驗(yàn)方法步驟的籌劃是整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的精髓，是一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)最富有創(chuàng)意的閃光之處，也是搞好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意遵循設(shè)計(jì)的原那么。實(shí)驗(yàn)步驟一般為三步：

第一步，取材，分組，編號(hào)；〔有時(shí)需要先對(duì)局部材料進(jìn)行加工〕

第二步，分組處理，設(shè)置對(duì)照，控制變量；〔有時(shí)此步也可以分為幾個(gè)步驟〕

第三步，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

4、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)果即實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或收集到的數(shù)據(jù)；結(jié)論那么是通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析得出的定性表述。結(jié)論應(yīng)緊扣實(shí)驗(yàn)?zāi)康模饛?fù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶岢龅膯?wèn)題。實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡念?lèi)型不一樣，結(jié)果和結(jié)論的寫(xiě)法就不一樣。

⑴驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰邦A(yù)料之中”的，因此結(jié)果和結(jié)論只有一種情況。結(jié)果即為由所學(xué)知識(shí)或?qū)嶒?yàn)原理推出的現(xiàn)象，結(jié)論即為實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

⑵探究性實(shí)驗(yàn)：探究性實(shí)驗(yàn)是對(duì)未知的生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行探索，因此預(yù)期的結(jié)果及結(jié)論是所有可能出現(xiàn)的情況，為多種情況。其書(shū)寫(xiě)格式一般為“如果……那么……；如果……那么……”。

例一：〔探究型〕請(qǐng)你根據(jù)相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究鎂是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程所必需的元素，請(qǐng)寫(xiě)出簡(jiǎn)要步驟、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)材料和用具：假設(shè)干株番茄幼苗、蒸餾水、各種元素、多個(gè)培養(yǎng)瓶等。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例題

實(shí)驗(yàn)步驟：1、配制完全營(yíng)養(yǎng)液和缺鎂營(yíng)養(yǎng)液；

2、取相同的培養(yǎng)瓶10個(gè)，等分成A、B兩個(gè)組；3、向A組各瓶分別參加等量的完全營(yíng)養(yǎng)液，向B組各瓶分別參加和A組各瓶等量的缺鎂營(yíng)養(yǎng)液；

4、將長(zhǎng)勢(shì)根本相同的10棵番茄幼苗分別放入A、B組10個(gè)培養(yǎng)瓶中，置于相同、適宜的環(huán)境條件下培養(yǎng)；

5、一段時(shí)間后觀察結(jié)果；

預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：1、假設(shè)A組全部/大局部植株生長(zhǎng)良好，B組全部/大局部生長(zhǎng)異常，那么說(shuō)明鎂是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素；

2、假設(shè)A組和B組植株均生長(zhǎng)良好，那么說(shuō)明鎂不是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程的必需元素；

例二：〔驗(yàn)證型〕光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度均能影響植物生長(zhǎng)，且“在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi),在其他條件適宜的情況下，光照越強(qiáng)，幼苗的質(zhì)量增加越快”試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之，并寫(xiě)出簡(jiǎn)要步驟、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論。實(shí)驗(yàn)材料：花盆假設(shè)干、玉米幼苗假設(shè)干、來(lái)自同一處的土壤假設(shè)干以及減弱或加強(qiáng)光照的設(shè)備假設(shè)干

實(shí)驗(yàn)步驟：1、取相同的花盆15個(gè)，分成等量的甲乙丙三組；

2、向各花盆參加等量的來(lái)自同一處的土壤適量，分別植入一株生長(zhǎng)狀況大致相同的玉米幼苗；3、對(duì)甲組幼苗施以弱光照，乙組適當(dāng)遮蔭〔相當(dāng)于全光照的1/25〕，丙組全光照〔